(57)【要約】【課題】  残像現象を抑制することが可能なカラーフィルタ、及び、それを用いた電気光学装置を提供する。【解決手段】  液晶表示装置などの電気光学装置に使用されるカラーフィルタにおいて、着色層のレジストの抵抗値が１０14Ω以上、または、１０10Ω以上１０11Ω以下とする。抵抗値を１０14Ω以上とすることにより、カラーフィルタを構成するレジストの残留ＤＣを極めて小さくすることができ、残像現象の発生を抑制することができる。また、抵抗値を１０10Ω以上１０11Ω以下とすることにより、残留ＤＣは発生するものの、誘電緩和時間が短くなるので、残留ＤＣの影響を低減することができ、同様に残像現象を抑制することができる。さらに、垂直配向方式の液晶表示装置などでは、上記のカラーフィルタに加え、配向制御用突起の抵抗値を１０14Ω以上、または、１０10Ω以上１０11Ω以下とすることにより、配向制御用突起の残留ＤＣも低減することができる。これは、電界を基板と略平行に印加する横電界方式や、セル内に配向制御用突起を形成した垂直配向方式の液晶表示装置などに特に有効である。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色層のレジストの抵抗値が１０14Ω以上、または、１０10Ω以上１０11Ω以下であることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
着色層のレジストの抵抗値が１０14Ω以上であり、かつ、絶縁臨界値が４０Ｖ以上であることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項３】
着色層のレジストの抵抗値が１０14Ω以上であり、かつ、前記レジストの残留ＤＣが０．５Ｖ以下であることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項４】
着色層のレジストの抵抗値が１０10Ω以上１０11Ω以下であり、かつ、前記レジストの残留ＤＣが０．５Ｖ以下であることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項５】
着色層のレジストの抵抗値が１０10Ω以上１０11Ω以下であり、かつ、前記レジストの誘電緩和時間が３０秒以下であることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項６】
着色層のレジストが、抵抗値が１０14Ω以上、または、１０10Ω以上１０11Ω以下であること、残留ＤＣが０．５Ｖ以下であること、及び、誘電緩和時間が３０秒以下であることの３つの条件を具備することを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のカラーフィルタと、
前記カラーフィルタ上に設けられた配向制御用突起と、を備え、前記配向制御用突起の抵抗値が１０14Ω以上、または、１０10Ω以上１０11Ω以下であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電気光学装置を表示部として備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置などの電気光学装置及び電子機器の技術分野に属する。また、本発明は、電子ペーパなどの電気泳動装置、さらにはＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置などの技術分野にも属する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置などの電気光学装置の表示に関する問題として、残像現象が知られている。残像現象とは、ある静止画像を表示した後、別の画像に表示を切り換えたとき、前に表示した画像がしばらくの間残って見える現象をいう。残像現象は、同一の静止画像を長時間表示し続けるＯＡ機器などにおいて発生しやすく、表示装置の焼き付きの原因にもなる。残像現象は、液晶表示装置のセル内に発生した残留直流電圧成分（以下、「残留ＤＣ」と呼ぶ。）により生じる。一般的に、残留ＤＣの発生原因としては、直流電圧の印加による配向膜の分極などが知られている。
【０００３】
従来のＴＮ（Twisted Nematic）方式などの液晶表示装置は、２枚の透明基板間に液晶を封入し、各基板に設けられた透明電極により基板に垂直な方向に電界を印加することにより液晶分子の配向を制御する。これに対し、近年では、液晶に印加する電界の方向を基板にほぼ平行な方向とする方式が知られている（例えば特許文献１を参照）。これらは、横電界方式、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式などと呼ばれている（本明細書では、以下「横電界方式」と呼ぶ。）。横電界方式では、基板に平行な方向に形成される電界により液晶分子の配向を制御するので、従来の液晶表示装置に比べて、電界に対する感度（誘電率）の高い液晶材料が使用される傾向がある。このため、横電界方式では、従来のＴＮ方式などと比較して、残像現象が発生しやすい。
【０００４】
また、液晶分子の配向を制御する方法として、従来のように配向膜にラビングを施す方法に代えて、セル内に配向制御用の突起を形成する方法が知られている（例えば特許文献２を参照）。このような方法は、垂直配向方式、ＡＤＦ（Automatic Domain Formation）方式などと呼ばれる（本明細書では、以下「垂直配向方式」と呼ぶ。）。垂直配向方式を採用する液晶表示装置においても、従来のＴＮ方式の液晶表示装置と比べて高感度の液晶材料が使用される傾向にあり、上述の横電界方式と同様に残像現象が生じやすいという問題がある。
【０００５】
なお、横電界方式の液晶表示装置において、液晶層、配向膜及び絶縁膜の比誘電率と比抵抗に着目して、残像現象を抑制する方法が特許文献３に記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１６０８７８号公報
【０００７】
【特許文献２】特開平１１−２１２０６６号公報
【特許文献３】特開平７−１５９７８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、液晶表示装置などの電気光学装置において、残像現象を抑制することが可能なカラーフィルタを提供すること、並びに、そのカラーフィルタを使用した電気光学装置及び電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの観点によるカラーフィルタは、着色層のレジストの抵抗値が１０14Ω以上、または、１０10Ω以上１０11Ω以下であることを特徴とする。抵抗値を１０14Ω以上とすることにより、カラーフィルタを構成するレジストの残留ＤＣを極めて小さくすることができ、残像現象の発生を抑制することができる。また、抵抗値を１０10Ω以上１０11Ω以下とすることにより、残留ＤＣは発生するものの、誘電緩和時間が短くなるので、残留ＤＣの影響を低減することができ、同様に残像現象を抑制することができる。これは、電界を基板と略平行に印加する横電界方式や、セル内に配向制御用突起を形成した垂直配向方式の液晶表示装置などに特に有効である。
【００１０】
また、着色層のレジストの抵抗値を１０14Ω以上とすることにより、絶縁臨界値を４０Ｖ以上とすることができ、電気光学パネルに一般的に要求される基準を満足することができる。
【００１１】
さらに、着色層のレジストの抵抗値を１０14Ω以上とすることにより、レジストの残留ＤＣを０．５Ｖ以下とすることができる。また、着色層のレジストの抵抗値を１０10Ω以上１０11Ω以下とすることによってもレジストの残留ＤＣを０．５Ｖ以下にすることができる。よって、残像現象の原因となる残留ＤＣに関して、配向膜などに一般的に適用される基準をカラーフィルタにおいても満足することができる。
【００１２】
さらに、着色層のレジストの抵抗値を１０10Ω以上１０11Ω以下とすることにより、レジストの誘電緩和時間を３０秒以下とすることができ、残留ＤＣが発生した場合でもその影響を低減することができる。
【００１３】
このように、着色層のレジストが、抵抗値が１０14Ω以上、または、１０10Ω以上１０11Ω以下であること、残留ＤＣが０．５Ｖ以下であること、及び、誘電緩和時間が３０秒以下であることの３つの条件を具備することにより、残像現象を効果的に抑制することが可能なカラーフィルタを提供することができる。
【００１４】
また、垂直配向方式の液晶表示装置などでは、上記のカラーフィルタに加え、配向制御用突起の抵抗値を１０14Ω以上、または、１０10Ω以上１０11Ω以下とすることにより、配向制御用突起の残留ＤＣも低減することができる。よって、配向制御用突起に用いられるレジストなどの残留ＤＣに起因する残像現象も効果的に抑制することができる。
【００１５】
また、電子機器において、上記の電気光学装置を表示部として備えることにより、残像現象や焼き付きを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、以下の説明では、本発明を適用した電気光学パネルの一例として、液晶表示装置について説明する。
【００１７】
［液晶表示装置］
まず、本発明が適用される液晶表示装置及び残留ＤＣについて説明する。
【００１８】
（横電界方式）
図１に、横電界方式の液晶表示装置１０の概略構成を示す。図１（ａ）は横電界方式の液晶表示装置１０の電極部分の一部の構成を模式的に示した図であり、図１（ｂ）は液晶表示装置１０の部分断面図である。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、横電界方式の液晶表示装置１０は、いわゆる櫛歯型電極１５及び１６により基板面と略平行に電界Ｅが生成される。
【００２０】
図１（ｂ）に示すように、液晶表示装置１０は、一対の透明基板１１及び１２の間に図示しない液晶層を挟持して構成される。基板１２上には櫛歯型電極１５及び１６が形成され、その上にカラーフィルタ１３が形成されている。図１（ｂ）下側の拡大図に示すように、電界Ｅが基板１２と略平行、即ちカラーフィルタ１３の面と略平行に形成されるため、カラーフィルタ１３の表面近くには電界Ｅにより分極が生じる。これが、残留ＤＣを生じさせ、残像現象の原因になると考えられる。従って、カラーフィルタ１３を残留ＤＣの影響が生じにくいように構成すれば、残像現象を抑制することが可能となると考えられる。
【００２１】
（垂直配向方式）
図２及び３に垂直配向方式の液晶表示装置２０の構成を示す。図２は液晶表示装置２０の一部の概略構成を示す斜視図であり、図２（ａ）は電圧無印加時、図２（ｂ）は電圧印加時を示す。図３は液晶表示装置２０の一部の断面図であり、図３（ａ）は電圧無印加時、図３（ｂ）は電圧印加時を示す。
【００２２】
図示のように、垂直配向方式の液晶表示装置２０は、一対の透明基盤２１及び２２の間に図示しない液晶層を挟持して構成される。基板２２の上にはカラーフィルタ２３が設けられ、さらにカラーフィルタ２３の上には配向制御用突起２４が形成される。配向制御用突起２４は、液晶層内の液晶分子の配向を制御するために設けられた突起であり、樹脂レジストなどにより形成される。また、対向する基板２１には、基板２２側の突起２４と互い違いの位置に同じく配向制御用突起２６が形成される。
【００２３】
電圧無印加時には、液晶分子２５は基本的に基板２２に対して垂直に配向する。但し、配向制御用突起２４の近傍では、液晶分子２５は配向制御用突起２４の傾斜面の影響を受けてわずかに傾斜配向する。
【００２４】
一方、電圧印加時には、破線で示す電界Ｅが基板間に形成される。液晶分子２５は、その長さ方向が電界Ｅに対して略垂直となるように配向するので、図３（ｂ）によく示されるように液晶分子２５の配向は液晶層内の位置により少しずつ異なるようになり、その結果、垂直配向方式の液晶表示装置は一般的に広視野角となる。なお、図２及び３にはいわゆる２Ｄ配向の配向制御用突起（図４（ａ）参照）を例示したが、この他に、図４（ｂ）に示す３Ｄ配向の配向制御用突起や、図４（ｃ）に示す無限配向の配向制御用突起が適用されることもある。
【００２５】
このような垂直配向方式の液晶表示装置２０においても、電界Ｅの影響によりカラーフィルタ２３には分極が生じ、残留ＤＣが生じる。また、前述のように、配向制御用突起２４は一般的に樹脂レジストにより形成されるため、配向制御用突起２４にもカラーフィルタと同様に残留ＤＣが発生しうる。よって、垂直配向方式の液晶表示装置２０においては、カラーフィルタ２３及び配向制御用突起２４を残留ＤＣが生じにくいように構成することにより、残像現象を抑制することが可能となる。
【００２６】
［残留ＤＣの影響］
次に、残留ＤＣの影響を低減する手法について説明する。本発明では、液晶表示装置に使用するカラーフィルタ、及び垂直配向方式の液晶表示装置においてはさらに配向制御用突起の抵抗値を所定範囲の値とすることにより、残留ＤＣの影響を低減する。
【００２７】
図５に、カラーフィルタ及び配向制御用突起の形成に使用可能な３種類のレジストＡ〜Ｃについての残留ＤＣ測定結果を示す。測定は、残留ＤＣ測定機を使用し、以下の手順で行った。
【００２８】
まず、図１に例示する櫛歯型電極を形成した電極基板上に各レジストをベタで塗布し（減圧乾燥、ポストベーク２３０°Ｃ、露光・現像なし）、次に端子部を覆ったレジストを剃刀で削除した。そして、基板に付着したレジストを超音波洗浄により取り除き、残留ＤＣ測定機により測定を行った。
【００２９】
測定方法としては、電極間に６ＶのＤＣを印加時間Ｔ１（１０分間）にわたり印加し、その後、印加を停止して放電時間Ｔ２（１秒）後に残留ＤＣを１０分間にわたり測定した。各レジストＡ〜Ｃの残留ＤＣの変化を図５の波形５０ａ〜５０ｃにそれぞれ示す。なお、レジストＡの抵抗値は約１０11〜１０12Ω、レジストＢの抵抗値は約１０10Ω、レジストＣの抵抗値は約１０14Ωである。また、測定開始後、残留ＤＣが所定レベル以下になる時間を誘電緩和時間と呼ぶ。特性５０ｂに対応するレジストＢの誘電緩和時間は図中の時間ｔ１で示され、レジストＢについては約３０秒であった。
【００３０】
レジストＡは抵抗値が約１０11〜１０12Ωである。波形５０ａを見ると、レジストＡは時間が経過しても３Ｖ程度の残留ＤＣがずっと残留している。つまり、残留ＤＣは高く、かつ、誘電緩和時間が長いため、残像が生じやすいことがわかる。
【００３１】
レジストＢは金属を含むものであり、抵抗値が約１０10Ωと低い。波形５０ｂを見ると、レジストＢは、残留ＤＣは高いものの誘電緩和時間が短いため、残像は生じにくいことがわかる。
【００３２】
レジストＣは抵抗値が約１０14Ωと高抵抗であるため、残留ＤＣは最初から極めて低いため、やはり残像は生じにくい。
【００３３】
以上より、残留ＤＣの影響を低減し残像現象を抑制するためには、レジストＣのように抵抗値を大きくして残留ＤＣを極めて小さくするか、又は、レジストＢのように抵抗値を小さくして残留ＤＣが生じるものの誘電緩和時間が短くなるようにするか、のいずれかが必要となる。より具体的には、レジストの抵抗値を約１０14Ω以上として残留ＤＣを極めて小さくする又は無くすか、もしくはレジストの抵抗値を約１０10〜１０11Ωとして誘電緩和時間を短くすることが要求される。
【００３４】
なお、液晶表示装置の高圧試験では、一般的に絶縁破壊が生じない電圧の上限、即ち絶縁臨界値が４０Ｖ以上であることが要求されるが、上記のようにレジストの抵抗値を約１０14Ω以上とすれば絶縁臨界値を４０Ｖ以上に確保することが可能である。
【００３５】
また、一般に使用される配向膜などの特性として残留ＤＣが０．５以下という基準が適用されることが多いが、カラーフィルタや配向制御用突起などについても、上述のようにレジストの抵抗値を約１０14Ω以上、もしくは、約１０10〜１０11Ωとすることにより、図５に示すように残留ＤＣを０．５Ｖ以下に抑えることができる。よって、レジストの抵抗値を約１０14Ω以上、もしくは、約１０10〜１０11Ωとすることにより、絶縁臨界値及び残留ＤＣについても好適な特性を有するカラーフィルタ又は配向制御用突起を形成することが可能となる。
【００３６】
［レジストの抵抗値］
次に、レジストの抵抗値を調整する方法について説明する。
【００３７】
第１の方法は、レジスト材料の配合比によりレジストの抵抗値を調整する方法である。具体的には、まず使用するポリマーの種類によりレジストの抵抗値を調整することができる。図６（ａ）に示すように、レジストの抵抗値は使用するポリマーの種類により異なる。よって、ポリマーを適切に選択することにより、所望の抵抗値を有するレジストを得ることができる。
【００３８】
また、ポリマーの配合比を変えることによってもレジストの抵抗値を調整することができる。その例を図６（ｂ）に示す。ポリマーの配合比に応じてレジストの抵抗値が異なることがわかる。よって、使用するポリマーの配合比を適切に決定することにより、所望の抵抗値を有するレジストを得ることができる。
【００３９】
さらに、分散剤の配合比を変えることによっても、レジストの抵抗値を調整することができる。その例を図６（ｃ）に示す。分散剤の配合比によってレジストの抵抗値が異なっていることがわかる。よって、使用する分散剤の配合比を適切に決定することにより、所望の抵抗値を有するレジストを得ることができる。
【００４０】
第２の方法は、レジストの焼成温度によりレジストの抵抗値を調整する方法である。図７に、あるレジストを異なる温度で焼成した場合の残留ＤＣの特性を示す。各特性を比較すると、焼成温度が高いほど、残留ＤＣは小さくなる傾向があることがわかる。よって、レジストの焼成温度を適切に設定することによっても、レジストの抵抗値を調整することができる。
【００４１】
以上の方法に基づいて、レジストの抵抗値を適切な値、即ち、約１０14Ω以上、又は、約１０10〜１０11Ωとすることにより、残留ＤＣの影響を低減し、残像現象を抑制することができる。なお、実際には、上述のレジスト材料の配合比などは、例えばカラーフィルタの色や濃度などの他の条件を考慮して決定されることになるが、その際に、上述のように抵抗値を１つの条件とすることにより、残像現象を抑制することが可能となる。
【００４２】
［電子機器］
次に、本発明に係る液晶表示装置を適用可能な電子機器の例について図８を参照して説明する。
【００４３】
まず、本発明に係る液晶表示パネルを、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図８（ａ）は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ４１は、キーボード４１１を備えた本体部４１２と、本発明に係る液晶表示パネルを適用した表示部４１３とを備えている。
【００４４】
続いて、本発明に係る液晶表示パネルを、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図８（ｂ）は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機４２は、複数の操作ボタン４２１のほか、受話口４２２、送話口４２３とともに、本発明に係る液晶表示パネルを適用した表示部４２４を備える。
【００４５】
なお、本発明に係る液晶表示パネルを適用可能な電子機器としては、図８（ａ）に示したパーソナルコンピュータや図８（ｂ）に示した携帯電話機の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。
【００４６】
［変形例］
なお、本発明を適用可能なカラーフィルタや配向制御用突起を有する液晶表示装置は、上述の例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能である。さらに、本発明は電子ペーパなどの電気泳動装置、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置などの液晶表示装置以外の電気光学装置にも適用可能である。
【００４７】
以上説明してきた実施形態においてはパッシブマトリクス型の液晶表示パネルを例示しているが、本発明の電気光学装置としては、アクティブマトリクス型の液晶表示パネル（例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（薄膜ダイオード）をスイッチング素子として備えた液晶表示パネル）、並びに電子放出素子（Filed Emission Display及びSurface-Conduction Electron-Emitter Display等）にも同様に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】横電界方式の液晶表示装置の概略構成を示す。
【図２】垂直配向方式の液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示す液晶表示装置の断面図である。
【図４】配向制御用突起の例を示す。
【図５】レジストの抵抗値と残留ＤＣとの関係を示すグラフである。
【図６】レジストの配合例と抵抗値との関係を示す図表である。
【図７】レジストの焼成温度と抵抗値と残留ＤＣとの関係を示すグラフである。
【図８】本発明を適用した電子機器の例を示す。
【符号の説明】
【００４９】
１０、２０  液晶表示装置、  １１、１２、２１、２２  透明基板、
１３、２３  カラーフィルタ、  １５、１６  電極、
２４、２６  配向制御用突起、  ２５  液晶分子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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